(57)【要約】    【課題】  従来は調湿材としての使用以外は道路の路盤材としてしか使用されていなかった珪質頁岩を利用して、低コストで環境に悪影響を及ぼすおそれが少ない水質浄化材又は除菌材を提供することである。    【解決手段】  本発明の水質浄化材又は除菌材は、所定の粒径の珪質頁岩によって形成されることを特徴とするものである。所定の粒径の珪質頁岩を袋又は通水性容器に入れることによって本発明の水質浄化材又は除菌材を形成してもよい。珪質頁岩の粒径は、約１０μｍ〜約２００μｍであるのが最も好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥させた後に粉砕し或いは粉砕した後に乾燥させた所定の粒径の珪質頁岩によって形成される水質浄化材又は除菌材。
【請求項２】
前記所定の粒径の珪質頁岩を袋又は通水性容器に入れることによって形成される請求項１に記載の水質浄化材又は除菌材。
【請求項３】
前記粒径が、１０μｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の水質浄化材又は除菌材。
【請求項４】
前記粒径が、１０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする請求項３に記載の水質浄化材又は除菌材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、珪質頁岩を利用した水質浄化材又は除菌材に関する。
【背景技術】
【０００２】
珪質頁岩は、珪藻プランクトンの遺骸が堆積して形成された珪藻土が地圧と地熱の影響による地質的変化を受けて出来た頁岩状の岩石であり、多孔質構造をもち比表面積と細孔容量が一般珪藻土と比較して３倍以上あることにより水分吸着機能が高いため、高い調湿機能を有し、床下や室内壁面等の調湿材及び塩基性ガスの吸着消臭材として用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来用いられている水質浄化材又は除菌材は、化学的に合成されたものが多いため、コストが比較的高いうえ、使用すると環境に悪影響を及ぼすことが懸念されている。また、珪藻土、活性白土、木炭、ブラックシリカを利用する水質浄化材や除菌材についても、薬品との合成や加工等が必要であることから、コストと手間がかかっているのが実情である。そこで、低コストで環境に悪影響を及ぼすおそれが少ない水質浄化材又は除菌材が求められている。本発明は、調湿材として従来用いられている珪質頁岩の水質浄化材又は除菌材としての利用を提案するものである。すなわち、本発明は、従来は調湿材及び塩基性ガスの吸着消臭材としての使用以外には道路の路盤材、整地用材料、泥炭地等の湿地における吸水材のような土木用資材としてしか使用されていなかった未使用資源でもある珪質頁岩を利用して、低コストで環境に悪影響を及ぼすおそれが少ない水質浄化材又は除菌材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願請求項１に記載の水質浄化材又は除菌材は、乾燥させた後に粉砕し或いは粉砕した後に乾燥させた所定の粒径の珪質頁岩によって形成されることを特徴とするものである。
【０００５】
本願請求項２に記載の水質浄化材又は除菌材は、前記請求項１の水質浄化材又は除菌材において、前記所定の粒径の珪質頁岩を袋又は通水性容器に入れることによって形成されることを特徴とするものである。
【０００６】
本願請求項３に記載の水質浄化材又は除菌材は、前記請求項１又は２の水質浄化材又は除菌材において、前記粒径が、１０μｍ〜５ｍｍであることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項４に記載の水質浄化材又は除菌材は、前記請求項３の水質浄化材又は除菌材において、前記粒径が、１０μｍ〜２００μｍであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来は調湿材及び塩基性ガスの吸着消臭材としての使用以外には道路の路盤材、整地用材料、泥炭地等の湿地における吸水材のような土木用資材としてしか使用されていなかった珪質頁岩を利用するため、低コストで水質浄化材又は除菌材を提供することができる。また、本発明の水質浄化材又は除菌材は、化学的に合成され或いは加工されたものではなく、自然界に存在する珪質頁岩を利用するため、使用しても周囲の環境に悪影響を及ぼすおそれが少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の好ましい実施の形態に係る除菌材について説明する。本発明の好ましい実施の形態に係る除菌材は、所定の粒径の珪質頁岩を袋又は通水性容器に入れることによって形成される。珪質頁岩の粒径は、詳細には後述するように除菌材としての効果を考慮して、約１０μｍ〜約５ｍｍの粉状であるのが好ましい。また、珪質頁岩の粒径は、約１０μｍ〜約２００μｍの微粉状であるのが最も好ましい。また、珪質頁岩が充填される袋は、水が袋内に侵入し且つ袋内の粉状又は微粉状の珪質頁岩が袋外に流出又は流失しないものであれば、任意の織布又は不織布を使用してよい。さらに、珪質頁岩が充填される容器も水が容器内に侵入し且つ容器内の粉状又は微粉状の珪質頁岩が容器外に流出又は流失しないものであれば、通水性又は浸透性をもつ無機質板、金属板、木板、網等の任意の材料で形成してもよい。
【００１０】
また、所定の粒径の珪質頁岩自体を水質浄化剤又は除菌剤として用いてもよい。或いは、浄化し或いは除去しようとする液体を、珪質頁岩に直接接触させることにより、当該液体を浄化し或いは除去してもよい。
【００１１】
珪質頁岩を粒状又は微粉状にする工程は好ましくは、以下のとおりである。まず、珪質頁岩を採掘する。この状態での含水率は、２５重量％〜４０重量％程度である。珪質頁岩がもつ細孔を十分に機能させて吸着効果を高めることにより除菌効果を良好に発揮させるには含水率が高い状態では不適当であるため、乾燥させて含水率を低下させる必要がある。このように乾燥した珪質頁岩を、所定の粒径が得られるように粉砕等により加工した後に、分級する等により、不要粒径を取り除いたり所定の粒径に分ける等して、所定の粒径の珪質頁岩が得られる。これらの工程に用いられる粉砕機は、通常のものを使用してよい。また、粉砕し所定の粒径を得た後に、乾燥させてもよい。なお、珪質頁岩を粒状又は微粉状にする工程は、上述の工程に限定されるものではない。
【００１２】
以上の実施の形態では、除菌材として説明されているが、同様の構成を有するものを水質浄化材としても使用することができる。
【００１３】
次に、本発明の除菌材および水質浄化材の効果を検証するために実施された試験について説明する。試験においては、未焼成の微粉（１０μｍ〜２００μｍ）試料（試料Ａ）、未焼成の粒径１ｍｍ以下の試料（試料Ｂ）、未焼成の粒径１ｍｍ〜３ｍｍの試料（試料Ｃ）、未焼成の粒径３ｍｍ〜５ｍｍの試料（試料Ｄ）、焼成した微粉（１０μｍ〜２００μｍ）試料（試料Ｅ）、焼成した粒径１ｍｍ以下の試料（試料Ｆ）、焼成した粒径１ｍｍ〜３ｍｍの試料（試料Ｇ）、焼成した粒径３ｍｍ〜５ｍｍの試料（試料Ｈ）、シリカブラック（試料Ｉ）の９種類の試料を準備した。
【００１４】
最初に、大腸菌群、黄色ブドウ球菌、及び土壌細菌培養液に対する除菌材としての効果を検証した。前培養として乳糖ブイヨン培地３ｍｌに大腸菌群（ＡＨＵ１７１４株）を接種し、３７°Ｃで２４時間振とう培養した後、この培養液に生理食塩水を用いて大腸菌群の１０００倍希釈液を調製した。また、乳糖ブイヨン培地３ｍｌに黄色ブドウ球菌（ＡＨＵ１１４２株）を接種し、３７°Ｃで２４時間振とう培養した後、この培養液に生理食塩水を用いて黄色ブドウ球菌の１０００倍希釈液を調製した。さらに、乳糖ブイヨン培地３ｍｌに沖積土壌１ｇを添加し、３７°Ｃで２４時間振とう培養した後、滅菌生理食塩水を用いて土壌細菌の１０００倍希釈液を調製した。まず、試料Ａ〜Ｈの各５ｇを５０ｍｌ容遠沈管にそれぞれ入れ、上述の各培養液４５ｍｌを加え、大腸菌群の場合は３時間及び５日間、黄色ブドウ球菌及び土壌細菌の場合は３時間及び７日間、２０°Ｃで保温した。保温後の試料中の大腸菌群は、デスオキシコレート寒天培地により３７°Ｃで２４時間培養した後のコロニー数を測定した。また、黄色ブドウ球菌と土壌細菌は、標準寒天培地により３７°Ｃで４８時間培養した後のコロニー数を測定した。なお、対照試料として、試料Ｉ（黄色ブドウ球菌についての試験のみ）、及び菌を接種又は添加しないものを準備した。
【００１５】
その結果は、図１〜図３に示すとおりである。図１は、培養した大腸菌群の希釈液を用いた場合における除菌率を示した表である。保温３時間（１／８日）では、試料Ａ及び試料Ｂで略１００％除菌されている。保温５日間では、試料Ａ〜試料Ｈで略１００％除菌されている。図２は、培養した黄色ブドウ球菌の希釈液を用いた場合における除菌率を示した表である。保温３時間（１／８日）では、試料Ｇ及び試料Ｈを除いて、９２％〜９８％の高い除菌率が得られている。保温７日間では、試料Ａで最も高い除菌率（８２％）が得られている。図３は、土壌細菌培養液を用いた場合における除菌率を示した表である。保温３時間（１／８日）では、試料Ａ〜試料Ｄで高い除菌率（９９．９％）が得られている。保温７日間では、試料Ａ〜試料Ｈで略１００％除菌されている。
【００１６】
次に、レジオネラ菌に対する除菌材としての効果を検証した。前培養としてレジオネラ菌をＢＣＹＥ−α寒天培地に接種し、３７°Ｃで３日間培養した後、滅菌生理食塩水１０００ｍｌを用いて生育したレジオネラ菌を洗い出し、菌液とした。そして、一定量の試料を試験管にとり、上述の菌液９ｍｌを加え、２０°Ｃで一定期間保温した後、レジオネラ菌数を測定した。菌数の測定は、保温後の各試験液をタッチミキサーで１分間激しく攪拌した直後、１ｍｌずつ取り出し、滅菌生理食塩水で×１０3 〜×１０4 に希釈し、各々１ｍｌずつＢＣＹＥ−α寒天培地のシャーレに入れ、コンラージ棒で広げた後、３７°Ｃで３日間培養した後のコロニー数をカウントした。
【００１７】
その結果は、図４及び図５に示すとおりである。図４は、レジオネラ菌液９ｍｌ（１０7 個／ｍｌ）に対して試料Ａ〜試料Ｄ及び試料Ｉ１ｇをそれぞれ加え、２０°Ｃで１時間（１／２４日）及び１４日間保温した後におけるレジオネラ菌数を示した表である。保温１時間（１／２４日）では、試料Ａでのみ８％の除菌率が得られた。保温１４日間では、試料Ａで略１００％除菌されている。図５は、レジオネラ菌液９ｍｌに対して試料Ａ〜試料Ｃ及び試料Ｅ〜試料Ｇ１ｇをそれぞれ加え、２０°Ｃで１時間、７日間及び１４日間保温した後におけるレジオネラ菌数を示した表である。保温１時間では、各試料とも殆ど除菌されなかった。保温７日間では、焼成した試料（試料Ｅ〜試料Ｇ）が３０％程度の除菌率を示したのに対して、未焼成試料（試料Ａ〜試料Ｃ）では、５０％程度の除菌率が得られた。保温１４日間では、試料Ａで９８％の除菌率が得られた。
【００１８】
次に、リン酸−アンモニウム溶液中のリン酸イオンとアンモニウムイオンの吸着除去に関連して水質浄化材としての効果を検証した。試験では、各試料１ｇを５０ｍｌ容遠沈管に入れ、これにNH4H2PO4（特級）試薬を用いて、PO4-P として１０ｐｐｍ、NH4-N として４ｐｐｍの各濃度に調製したリン酸−アンモニウム溶液５０ｍｌを加え、３０分間振とうした後の溶液について、リン酸イオンをモリブデン青法、アンモニウムイオンをインドフェノール青法により定量した。
【００１９】
その結果は、図６及び図７に示すとおりである。図６は、１０ｐｐｍPO4-P 濃度条件における試料Ａ〜試料Ｉ１ｇ当たりのリン酸イオンの吸着率を示した表である。試料Ａは、試料中の最大吸着率５６．３％を示した。図７は、４ｐｐｍNH4-N 濃度条件における試料Ａ〜試料Ｉ１ｇ当たりのアンモニウムイオンの吸着率を示した表である。試料Ａ〜試料Ｈは、６０％前後の吸着率を示した。なお、試料Ｉは、試料Ａ〜試料Ｈと比較して極めて低い０．９１％の吸着率しか得られなかった。
【００２０】
次に、河川水中のリン酸イオンの吸着除去に関連して水質浄化材としての効果を検証した。試験では、各試料１ｇに河川水５０ｍｌを加え、毎回１０分間又は３０分間の連続振とう又は１時間振とう後に２４時間静置による上澄液を採取した。遠沈管の試料に再び河川水を加え、上記の操作を繰り返した。そして、採取液についてリン酸イオンを定量した。
【００２１】
その結果は、図８及び図９に示すとおりである。図８は、試料Ａ〜試料Ｄ及び試料Ｉについて、毎回３０分間振とう後の上澄液を採取する操作を連続５回繰り返した場合におけるリン酸イオンの吸着率を示した表である。図８に示されるように、最もリン酸イオン吸着率の高かったのは試料Ａであり、次いで、試料Ｉの吸着率が高かった。図９は、試料Ａと試料Ｉについて、毎回１時間振とうし、２４時間静置後の上澄液を採取する操作を連続１０回繰り返した場合におけるリン酸イオンの吸着率を示した表である。吸着回数３回目以降は、試料Ａの吸着率が試料Ｉの吸着率よりも高くなり、吸着回数の増加とともに、試料Ａと試料Ｉの吸着率の差が大きくなった。吸着回数１０回までの平均値で見ると、試料Ａの吸着率が約８０％であるのに対し、試料Ｉの吸着率は６０％程度にすぎない。
【００２２】
上述の試験の結果から、試料Ａ〜試料Ｄ（珪質頁岩を粉砕した未焼成の試料）が他の試料と比較して、除菌材及び水質浄化材として良好な効果を発揮し、とりわけ、試料Ａ（珪質頁岩を約１０μｍ〜約２００μｍに粉砕した未焼成の試料）が、他の試料と比較して、除菌材及び水質浄化材として顕著な効果を発揮することが検証された。
【００２３】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】培養した大腸菌群の希釈液を用いた場合における除菌率を示した表である。
【図２】培養した黄色ブドウ球菌の希釈液を用いた場合における除菌率を示した表である。
【図３】土壌細菌培養液を用いた場合における除菌率を示した表である。
【図４】レジオネラ菌液に対して各試料を加え、所定温度で所定時間経過した後におけるレジオネラ菌数を示した表である。
【図５】レジオネラ菌液に対して各試料を加え、所定温度で所定時間経過した後におけるレジオネラ菌数を示した表である。
【図６】１０ｐｐｍPO4-P 濃度条件における各試料のリン酸イオンの吸着率を示した表である。
【図７】４ｐｐｍNH4-N 濃度条件における各試料のアンモニウムイオンの吸着率を示した表である。
【図８】試料Ａ〜試料Ｄ及び試料Ｉについて毎回３０分間振とう後の上澄液を採取する操作を連続５回繰り返した場合におけるリン酸イオンの吸着率を示した表である。
【図９】試料Ａと試料Ｉについて毎回１時間振とうし、２４時間静置後の上澄液を採取する操作を連続１０回繰り返した場合におけるリン酸イオンの吸着率を示した表である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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